JUN1012_REDVET VARIACIÓN DE ALGUNOS PARÁMETROS DE ESTRÉS, EN CABALLOS FINA SANGRE DE CARRERA, SEGÚN LA DISTANCIA RECORRIDA EN UNA CARRERA OFICIAL. VARIACIÓN DE ALGUNOS PARÁMETROS DE ESTRÉS, EN CABALLOS FINA SANGRE DE CARRERA, SEGÚN LA DISTANCIA RECORRIDA EN UNA CARRERA OFICIAL RESUMEN La hípica es un deporte ecuestre que exige una mezcla de acondicionamiento físico e instrucción para preparar al organismo del animal, dicha rutina de competición puede alterar la tranquilidad del ejemplar lo que podría ser considerado como un estimulo estresante gatillando una interacción de hormonas y mecanismos que buscan la homeostasis y óptimo rendimiento. Se realizó un estudio con el objetivo de determinar la variación de algunos parámetros de estrés en FSC según la distancia recorrida en una carrera oficial, para esto , se evaluó la concentración plasmática de cortisol ,glicemia y relación neutrófilo : linfocito (N:L) en muestras obtenidas de 30 ejemplares ,indistinto de sexo ,con un rango de 3 a 6 años de edad (según reglamentación hípica) los cuales se dividieron en 2 grupos : Distancia corta: (FSC velocistas los cuales corrían distancias entre 1000 a 1200 mts.) y Distancia larga (FSC fondistas que competían en distancias entre 1600 a 2000 mts.) Los resultados para la concentración plasmática de cortisol (µg/dl) y glucosa (mg/dl) mostraron diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) dentro de cada grupo; en cuanto a la relación neutrófilo: linfocito no se encontraron diferencias estadísticamente importantes. Los resultados indican que los ejemplares de este estudio presentan una respuesta fisiológica a las altas exigencias de una competencia la cual no se encuentra regulada por la distancia recorrida. ÍNDICE I. INTRODUCCION: ...................................................................................... 4-6 II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: .................................................................. 7-22 1. Inicios del equino fina sangre de carrera………………………………. 7 2. Fisiología del ejercicio……………………………………………….…… 8 2.1 Bases energéticas del ejercicio en el caballo………..……..…..... 8-10 2.2 Control en la producción de energía………………………………. 10-11 3. Estrés por entrenamiento y/o ejercicio…………………………….……… 11 3.1 Endocrinología del estrés…………………………………………. 13 3.1 Parámetros sanguíneos indicadores de estrés………………… 15 3.2.1 Cortisol………………………………………………………….. 15 3.2.1.1 Respuesta del cortisol post- ejercicio….………………….. 17 2 3.2.2 Glucosa……………………………………………………….. 18 3.2.2.1 Regulación de la glicemia al ejercicio…………………. 20 3.2.3 Relación Neutrófilo: Linfocito…………………..…………….. 20 III. OBJETIVOS.............................................................................................. 22 Objetivo General……………………………………………………………… 22 Objetivos Específicos………………………………………………………… 22 IV. MATERIAL Y MÉTODO............................................................................23-24 V. ANÁLISIS ESTADÍSTICO………………………………………………….... 25 VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………….26-34 VII. CONCLUSIONES………………………………………………………………. 34 VIII. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………... 36-41 IX. ANEXOS……………………………………………………………………… 42-45 3 I. INTRODUCCION. El caballo doméstico representa el eslabón final de una larga cadena evolutiva, es así que, desde que el hombre se transforma en sedentario, comenzó la domesticación de distintos animales, siendo por excelencia uno de los más importantes: el caballo, ya que dejó de lado su crianza para el consumo comestible al ver su versatilidad en tareas como el trabajo, transporte, defensa y sin duda el deporte. En la edad de bronce el hombre se percató que el caballo podría convertirse en un elemento utilitario y no sólo en base a su alimento. Empezando a emplearse como elemento de trabajo. Según todos los indicios, procedía de Norteamérica emigró a Sudamérica y Asia a través del istmo que unía entonces América con Asia. Desde este momento llega a Europa y después a África. En la edad de piedra las tribus cazadores que llegaron a América comienzan a cazar a esta especie lo que provoca su total exterminación, siendo los conquistadores españoles a principios del siglo XVl los que vuelven a introducir al equino al continente americano. 4 Desde ese momento los caballos son utilizados en distintos deportes en los cuales son preparados y cuidados dependiendo de la rama en la cual se desarrollen. La hípica, práctica desarrollada en Chile a partir de 1894 a ido evolucionando y perfeccionando con el tiempo, tiene sus inicios en Inglaterra con un panorama muy distinto a lo que se acostumbra a ver, en un comienzo las carreras se corrían a campo abierto con señalizaciones de madera enterradas en el suelo para delimitar la pista en el terreno, recorriendo distancias que incluso podían llegar a los 6800 mts, con el tiempo todo esto fue evolucionando hasta llegar a lo que hoy se conoce, en donde los jinetes van montados sobre una montura o silla diseñada para tal efecto ; las carreras se desarrollan en lugares establecidos para tal fin denominados hipódromos los cuales se encuentran estructuralmente diseñados para dicho deporte, con zonas delimitadas para inicio y fin de la carrera, canchas acondicionadas y butacas para que los seguidores puedan observar las carreras sin exposición a riesgos . Las competencias de mayor jerarquía reciben el nombre de stakes, más conocidas en nuestro país como”clásicos”. Los clásicos se reconocen como las mejores carreras que se pueden desarrollar en cualquier hipódromo del mundo y su origen se debe a que hubo hípicos destacados que patrocinaron la creación de carreras que han continuado disputándose hasta nuestros días. La hípica es un deporte que exige de una mezcla de acondicionamiento físico e instrucción, con el fin de preparar al organismo del animal, tanto fisiológica como estructuralmente. Para crear en el ejemplar una coordinación neuromuscular tal que le permite expresar todo su potencial físico para llegar a ser un atleta de elite. Se 5 crea una exigencia en los caballos de carreras que genera diferentes niveles de estrés que pueden perjudicar su rendimiento deportivo. La rutina de competición puede alterar la tranquilidad del animal, debido a que requiere de manejos y manipulación que no están incluidas en la rutina diaria, lo que podría ser considerado como un estímulo estresante para el competidor, gatillando una serie de respuestas adaptativas por parte del organismo. El efecto general de la respuesta adaptativa del animal al estrés, que es una activación de múltiples hormonas y mecanismos que interactúan y afectan directamente al estado físico del animal. Esta respuesta entregada ante tal estímulo busca mantener la homeostasis y óptimo rendimiento del animal, como mantener la supervivencia en caso de una situación extrema. Con estos antecedentes, se pretende estudiar algunos parámetros que estiman el grado de estrés en caballos FSC previo y posterior al enfrentar una competencia deportiva, quizás una de las situaciones que generan mayor estrés en estos ejemplares. 6 II. REVISION BIBLIOGRAFICA. 1. INICIOS DEL EQUINO FINA SANGRE DE CARRERA. La selección realizada por el hombre ha encauzado a las razas de equinos hacia diversas modalidades deportivas ecuestres. De este modo, la raza Árabe (á) y sus cruzas destacan en las pruebas de Resistencia (ejercicio submáximo prolongado) mientras que los Pura Sangre Inglés (PSI) Cuartos de Milla o Quarter horse (QH) y los Trotones Standarbred participan en las carreras de velocidad (ejercicios máximos de corta duración) (Muñoz et al., 2001 citado por Islas et al, 2007). Sin embargo, aún cuando cada raza de equino está encauzada para una modalidad deportiva en particular, existe un consenso en que el desempeño del deportista de alto rendimiento pasa por la intervención, en algún grado, de fisiólogos del trabajo físico, profesionales especializados en aquellas áreas relacionadas con el óptimo funcionamiento del sistema neuromuscular (Martínez et al,1998). 7 En cuanto a la medición o evaluación del potencial atlético de los equinos, ésta se ha desarrollado a través de la determinación de distintos parámetros involucrados en la fisiología del deporte, dentro de los cuales encontramos las constantes fisiológicas, hematológicas, bioquímica plasmática, etc. (Martínez et al, 1994). Muchos factores como la condición corporal del animal, su morfología, los métodos de entrenamiento, la habilidad del jinete para conducirlo, su estado nutricional y la salud pueden influir en su rendimiento. (Hintz, 1994 citado por Ledesma, 1996). 2. FISIOLOGIA DEL EJERCICIO. 2.1 BASES ENERGETICAS DEL EJERCICIO EN EL CABALLO. La capacidad atlética de un individuo refleja la eficiencia para lograr la velocidad deseada y/o resistencia requerida para realizar un trabajo determinado y depende de los efectos combinados de factores genéticos y ambientales como es el entrenamiento (Cardinet, 1989 citado por Cevo 2000). El caballo es un animal con el doble de capacidad para el trabajo físico que el hombre, a pesar de esto, sus mecanismos fisiológicos básicos son esencialmente los mismos del hombre y los otros animales y solamente los aspectos fisiológicos cuantitativos hacen al caballo un ser físicamente superior (Reinartz y Echeverri, 2007). El mantenimiento de la contracción muscular durante el ejercicio proviene de grandes cantidades de energía química, la fuente inmediata de locomoción es el ATP, el cual se desdobla en ATP en ADP + Pi para tal efecto ( Eckert, 1990). Un buen rendimiento durante una carrera depende de que se mantenga un adecuado aporte energético al músculo, sin embargo, la cantidad de ATP 8 almacenada en el músculo es muy limitada por lo que se hace necesario que las moléculas de ATP sean resintetizadas, el ritmo al cual debe acoplarse esta resíntesis debe ser al ritmo con que se desdoblan las moléculas iniciales de ATP en el músculo para producir energía, por lo tanto, cuanto más rápido se mueva el animal, más rápido necesita el proceso de regeneración de ATP (Martínez, 1989). Son 3 los sistemas implicados en la síntesis o resíntesis de ATP ( Eckert, 1990). A) Sistema fosfógeno: En este sistema la energía necesaria para la resíntesis de ATP proviene del desdoblamiento del fosfato de creatinina. PC → Pi + C + Energía Pi + ADP + Energía → ATP Estos depósitos pueden mantener un ejercicio durante unos 10 segundos sin el aprovisionamiento de ATP por otras fuentes (Guyton et al 1996). B) Glucólisis Anaerobia: En este sistema está implicado el desdoblamiento incompleto de los carbohidratos hasta ácido láctico; de ahí se denomina “sistema del ácido láctico”. El ácido láctico difunde hasta la sangre y por medio de la circulación es transportado al hígado donde se convierte en glucógeno. En la glucólisis anaerobia sólo se obtienen 2 a 3 moles de ATP por un mol de glucosa, sin embargo este proceso junto con el sistema 9 fosfógeno, son extremadamente importante en ejercicios que requieren un aporte rápido de ATP (Harvey 1970 citado por Cevo 2000). C) En presencia de oxígeno, 1 mol de glucosa se desdobla liberando suficiente energía para resintetizar 38 moles de ATP. Estas reacciones aeróbicas se pueden agrupar en : C.1. Glucólisis aerobia: durante ésta 1 mol de glicógeno se desdobla en 2 moles de ácido pirúvico, liberando suficiente energía para resintetizar suficiente ATP. C.2. Ciclo de Krebs: durante este ciclo se producen 2 cambios importantes: La producción de CO2 y liberación de electrones los cuales son liberados en forma de átomos de hidrógeno. C.3. Sistema de transporte de electrones: en la medida que ocurre dicho transporte se libera energía por la resíntesis de ATP. Por cada par de electrones que son transportados, se libera suficiente energía para resíntetizar 3 moléculas de ATP. En conjunto, se transportan 12 pares de electrones por molécula de glucógeno, generando 36 moléculas de ATP ( Frandson et al 1995). 2.2 CONTROL DE LA PRODUCCION DE ENERGIA: El sistema nervioso autónomo es el encargado de controlar la generación y aporte energético. Este se divide en 2 secciones; el sistema parasimpático que se encarga de la generación y conservación de depósitos de energía, y el sistema simpático el cual se activa en los momentos de estrés. (Guyton et al 1996). 10 Cuando se estimulan la fibra simpática produce vasodilatación de se libera adrenalina, la cual vías respiratorias, inicio de la sudoración para el control de temperatura corporal, aumento de la frecuencia cardíaca para incrementar el aporte sanguíneo a los músculos y contracción esplénica para aumentar el número de eritrocitos en circulación permitiendo un mayor transporte de oxígeno (Cunninghan 2003). A nivel adrenal también existe una estimulación simpática provocando liberación de adrenalina al torrente circulatorio, lo que va a conducir a un desdoblamiento de glucógeno hepático y muscular en glucosa (Cunninghan 2003). El nivel de adrenalina en sangre va a depender de la intensidad del ejercicio, por ejemplo, en una carrera de hipódromo o salto los niveles de adrenalina en sangre aumentan hasta 10 veces (García et al, 1995). Otra hormona liberada por estímulo nervioso a través de la médula adrenal es el cortisol, el cual produce un desdoblamiento de las proteínas musculares hasta glucosa (Astrand et al 1991). En cuanto a la respuesta hematológica al ejercicio; producto de la contracción esplénica provocada tanto por el ejercicio como por la estimulación simpática originada incluso antes del ejercicio, se produce un aumento de la eritropoyesis (Astrand et al 1991). La mayoría de los autores señalan que, el ejercicio es un factor de estrés y producen en estos una respuesta leucocítica típica, caracterizada por un aumento de los leucocitos en sangre. Si nos referimos específicamente a carreras de intensidad máxima el autor indica la presencia de una leucositosis con neutrofilia y linfocitosis, por la movilización sanguínea consecuente al estímulo simpático (Islas et al 2003). 11 3. ESTRÉS POR ENTRENAMIENTO Y/O EJERCICIO: El estrés o reacción de alarma es una respuesta inespecífica de los animales domésticos ante la acción nociva de diversos estímulos del medio, dicha respuesta implica la mediación de hormonas liberadas tanto por médula adrenal (adrenalina) como por la corteza adrenal (cortisol) (Lílido y Ramírez., 2002). Ewbank (citado por Gómez, 2006) menciona que según la intensidad a la respuesta y repercusión al estrés, existen tres tipos de clasificación: Estrés fisiológico el cual es inofensivo para el animal. Sobre-estrés (“overestress”) que puede provocar daños en procesos biológicos de los cuales el animal es inconsciente. Estrés fisio-patológico (“distress”) que se puede llegar a considerar como sufrimiento y llegar a producir daños a procesos biológicos, provocando efectos secundarios. Son múltiples los factores que pueden desencadenar estrés en animales; los más comunes son los cambios medio ambientales, alteraciones de salud, interacciones jerárquicas sociales en los grupos y en las prácticas de manejo, dentro de éste, cabe mencionar el recibido respecto a los hábitos alimenticios, transporte, de sanidad (Reinartz y Echeverri., 2007) y el ejercicio intenso que es considerado un estrés fisiológico que exige elevados costos energéticos y metabólicos del organismo (Monohar et al., 1994, citado por Ojeda, 1996). El estrés físico incluye perturbaciones del medio interno del organismo, como hipoxia e hipoglicemia y cambios medio ambientales externos como; 12 hambre, sed, fatiga, lesiones o extremos térmicos (Grandin., 1997). Mientras que el estrés psicológico es el que realmente es percibido por el animal y muy difícil de medir objetivamente, dado que puede ser causado por un ambiente nuevo y/o desconocido, ruidos, olores, presencia de otra especie (perro, humano), por deseo de comer o beber insatisfecho, que resultan en miedo, ansiedad o frustración (Gómez, 2006). El herraje también se incluye dentro del estrés síquico (White y et al, 1990, Citado por Basly, 2008). El efecto general de la respuesta adaptativa del animal al estrés es una integración de múltiples hormonas y mecanismos que interactúan y que afectan directamente en el estado físico del animal, como también salud y bienestar general (Eckert et al, 1997, citado por Reinartz y Echeverri, 2007). Estas respuestas de adaptación generadas por una gran variedad de estímulos estresantes desarrollan una serie de ajustes orgánicos que involucran a todos los sistemas del cuerpo y debido a esto produce cambios hematológicos y bioquímicos que dependerán de la duración e intensidad del estímulo (Islas et al, 2007). Estos ajustes son un intento del individuo por mantener su homeostasis y su óptimo rendimiento, como también para asegurar la supervivencia ante una situación extrema. 3.1 ENDOCRINOLOGÍA DEL ESTRÉS: Se puede observar por ejemplo, cómo la preparación para el ejercicio o la competencia involucra la combinación del acondicionamiento físico y la instrucción; el primero produce adaptaciones fisiológicas y estructurales que llevan a maximizar el desempeño y mantener la aptitud corporal, mientras que la 13 segunda desarrolla la coordinación neuromuscular y la disciplina mental del individuo (Evans 1985, citado por Reinartz y Echeverri, 2007). Los animales sometidos a un factor estresante de tipo físico y/o mental, estímulos dolorosos, nocivos, o potencialmente nocivos, presentan una serie de respuestas fisiológicas de adaptación que incluye una activación en el eje hipotálamo-hipófisis-adrenocortical y el eje simpático-adrenal (Randall et al 1999). Es por ello que para mantener la homeostasis durante el ejercicio o en condiciones estresantes, se modifica la actividad del sistema nervioso autónomo y la secreción hormonal, la cual esta regulada por mecanismos de feedback. Dichos cambios son los que permiten al organismo conservar el equilibrio de sus funciones y mecanismos, para lo cual indudablemente las respuestas endocrinas constituyen un componente integral a la reacción general al estrés (Evans et al., 1994 Citado por Reinartz y Echeverri 2007). Todo el proceso comienza con el estímulo nervioso, dicho estímulo desencadena una cascada hormonal que comienza con la activación del eje hipotálamo-hipófisis- adrenocortical y sistema simpático adrenal (Cunningham., 2003). A nivel hipotalámico la recepción del estímulo inicia la síntesis de CRH (hormona estimuladora de corticotropina) la cual ejercerá efecto a nivel hipofisiario para la estimulación de secreción de ACTH (adrenocorticitropina) (Guyton, 2001). Esta hormona viajará vía torrente sanguíneo hasta llegar a su tejido diana, la corteza adrenal, lo que provocará la estimulación de hormonas adrenocorticales lo que llevará a un aumento de los niveles de glucocorticodes, especialmente, cortisol por parte de la corteza adrenal (Kaneko et al 1997, citado por Gómez, 14 2006). A través de retroalimentación negativa a nivel hipotalámico e hipofisiario se reduce la concentración plasmática de cortisol en momentos de no estrés. Por otro lado, el estímulo estresante también activará el eje simpático adrenal provocando la síntesis de catecolaminas las que implican regulación del metabolismo intermediario y respuestas que le permiten a los animales ajustarse a situaciones que conllevan estrés agudo (Cunningham, 2003). Igualmente, situaciones de estrés o estado de alerta inducen cambios en la composición y proporción de los componentes sanguíneos importantes en el aporte de energía (Pritzlaffel et al, 2000, citado por Reinartz y Echeverri 2007). Una de las sustancias más susceptibles de sufrir alteraciones con el ejercicio es la glucosa. Por su parte, Dukes y Swenson (1993) y Roozen et al. (1995) Citados por Basly (2008), mencionan que es más lenta la respuesta del estrés proveniente del estímulo pituitario-adrenocortical, que del simpático adrenomedular, pero ambas respuestas de los dos sistemas son importantes para la adaptación y homeostasis durante los períodos de estrés. 3.2 PARAMETROS SANGUINEOS INDICADORES DE ESTRES: Los parámetros hematológicos en equinos atletas pueden variar notablemente y el responsable puede ser la excitación por el dolor o ejercicio fuerte producido en gran parte por la liberación de catecolaminas. Existen entonces otras causas, no solamente como consecuencia del ejercicio, sino también debido a: liberación de adrenalina por estimulación simpática, incluso antes de realizar esfuerzo y como consecuencia de la más ligera manipulación; la 15 excitación síquica, o la menor actividad muscular producida antes de la carrera, que pueden alterar los valores sanguíneos (Martínez, 1989, citado por Cevo, 2000). 3.2.1. EL CORTISOL. Producido en la corteza suprarrenal ubicada en el extremo superior de cada riñón a partir de colesterol por estimulación de la hormona adrenocorticotropina. (Aiello et al 2000). Los glucocorticoides son hormonas que se ven directamente involucradas ante una situación de estrés, el principal glucocorticoide secretado por los equinos es el cortisol (García, 1995). Esta hormona está catalogada como una hormona esteroídea, lipídica y depende de la unión de proteínas plasmáticas para su transporte en sangre. Una globulina que tiene una alta afinidad con el cortisol es la globulina ligante de corticoides o transcortina. Del cortisol transportado en el plasma el 75% esta ligado a esta globulina, 15% a la albúmina, dejando en 10% libre. (Cunningham, 2003). El nivel basal de secreción de glucocorticoides está regulado vía retroalimentación negativa por las propias hormonas estimuladoras de cortisol sobre neuronas secretoras de CRH del hipotálamo y las células secretoras de ACTH de la adenohipófisis, además de esto también está regulado por su ritmo circadiano de secreción (Martínez., 1989) el cual varía durante la mañana (6 AM – 12 PM), con niveles máximos de cortisol de 6,5 ± 0,2 g/dl y valores más bajos 16 durante la tarde (1 PM – 4 PM) de 2,5 ± 0,2 g/dl, con un promedio diario de 4,5 ± 0,1 g/dl (Evans et al 1977; Stull y Rodiek, 1998 ; Stull y Rodiek, 2000 ; Cartmill et al, 2005, citadas por Basly, 2008). Este ritmo de secreción tiene una respuesta inmediata ante una situación de estrés, aumentando las concentraciones muy de prisa alcanzando en minutos valores varias veces superiores a los normales. Cabe señalar que el nivel de respuesta está directamente relacionado con el nivel de estrés (García, 1995). Al hablar de las funciones del cortisol se puede decir que actúa sobre el hígado incrementando la síntesis de enzimas que promueven la gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de moléculas no carbohidratadas) algo de esta glucosa puede ser convertida en glucógeno almacenado en hígado y músculo. Sin embargo la mayor parte de la glucosa sintetizada es liberada a la circulación causando un incremento de la glicemia. Junto con esto los glucocorticoides también reducen la captación de glucosa de los tejidos periféricos tales como el músculo, al mismo tiempo, disminuye la captación de aminoácidos los cuales son liberados desde las células musculares a la circulación, todo esto incrementa la cantidad de aminoácidos disponibles para la desaminación y conversión en glucosa a nivel hepático (Coles 1986, Álvarez 2002, Cunningham, 2003, Lagger 2004 citado por Bastias 2006). 3.2.1.1. RESPUESTA DEL CORTISOL AL EJERCICIO: El entrenamiento y/o ejercicio producen variaciones en los niveles basales de cortisol, aparentemente dependiente de la intensidad, de tal manera que la respuesta del cortisol al ejercicio también dependen de la intensidad del mismo y por lo mismo se puede evaluar la respuesta fisiológica del estrés a través del 17 cortisol. (Dukes y Swenson, 1993 ; Ferlazzo et al 1998 ; Ballesteros, 2002 citado por Basly 2008). El aumento significativo de la concentración plasmática de cortisol después del trabajo es causada por el esfuerzo físico que realiza el caballo, por lo tanto, el nivel de esfuerzo realizado sería un factor estresante que causaría un aumento de la concentración de cortisol plasmático (snow y Rose, 1981; Feestone et al ,1991; citado por Basly 2008). La razón por la cual es esencial una alta concentración de glucocorticoides circulantes para resistir el estrés sigue siendo desconocida en su mayor parte. Se plantea que el aumento de cortisol logra un ingreso rápido de líquido al sistema vascular con lo que se previene un shock (Guyton., 2001). La concentración de cortisol o de sus metabolitos en plasma, saliva, orina o heces es uno de los indicadores más frecuentemente utilizados para medir el bienestar de los animales. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que la concentración de cortisol también aumenta en situaciones que difícilmente pueden considerarse aversivas, por lo tanto, los cambios en la concentración de cortisol deben interpretarse con prudencia y teniendo en cuenta otros indicadores fisiológicos relacionados con la respuesta de estrés que pueden usarse para valorar el bienestar de los animales como la prolactina, las endorfinas y las catecolaminas (Manteca, 2006 citado por Basly 2008). 3.2.2. GLUCOSA. El rendimiento fisiológico del equino depende básicamente de la conversión de energía química muscular en energía mecánica. El rendimiento 18 óptimo de esta función está determinada por el metabolismo energético, función neuromuscular y procesos sicológicos (McMiken., 1983, citado por Ojeda., 1996). Su concentración sanguínea varía de acuerdo a la tasa de glucogenólisis, gluconeogénesis y demanda de glucosa por los tejidos ( Dukes Y Swenson., 1993, citado por Ojeda 1996), siendo sus rangos normales 90-144 mg/dl, ó 5-8 µmol/L (Rose y Hodgson., 1995, citado por Ojeda, 1996). La glicemia es regulada principalmente por las hormonas insulina y glucagón, ambas secretadas por el páncreas endocrino, en los islotes de Langerhans, en las células beta y alfa respectivamente. En términos generales, la insulina facilita el movimiento de glucosa hacia el interior de la célula, disminuyéndola en sangre; por el contrario el Glucagón aumenta las concentraciones sanguíneas al incrementar la glucogenólisis y la gluconeogénesis hepática. Además, el páncreas secreta somatostatina pancreática que inhibe la liberación de insulina y glucagón (Guyton., 2001). En respuesta al estrés los niveles de glucosa aumentan, producto de la secreción de hormonas hiperglicemiantes principalmente catecolaminas y glucocorticoides (Kaneko y col., 1997, citado por Gómez, 2006) que estimulan la gluconeogénesis y glucogenólisis interviniendo en su uso en forma directa afectando el consumo de los tejidos periféricos y disminuyendo la producción de insulina (Buttler y Rizza., 1989,citado por Ojeda., 1996) a lo que, según Martínez (1998) se puede esperar que el animal retorne a su nivel basal, luego de aproximadamente una hora posterior a la carrera. Otra causa de aumento de niveles sanguíneos de glucosa son todas las formas de ejercicios por la estimulación de glucogenólisis hepática. Sin embargo, con ejercicios prolongados la concentración de glucosa decaerá como un resultado de la depleción del glucógeno del hígado. (Tadichi et al 1997) 19 3.2.2.1. RESPUESTA DE LA GLUCOSA AL EJERCICIO. El incremento inicial de la glicemia que se observa durante el ejercicio refleja el balance entre la captación por el músculo en trabajo (glucogénolisis) y su liberación desde el hígado (gluconeogénesis) (Deldar et al,1982; Rose et al, 1985; Astrand y Rodahl., 1991,Citado por Cavada 1996), además de un mecanismo adrenérgico que deprime en la misma célula pancreática la producción insulínica, disminuyendo así el transporte de glucosa hacia músculo e hígado (Járhult y Holst, 1979; Dybdal et al 1980; Hargreaves y Proietto, 1994 por Cavada 1996). Después de un corto período de ejercicio el grado de aumento en la glucosa plasmática está relacionada con la intensidad del ejercicio, con un valor máximo en el rango de 10 a 12 mmol/litro (180 a 206 mg/dl) encontrado después de la carrera. La amplitud del incremento en la concentración en la glucosa plasmática está probablemente relacionada con el grado de actividad de apoyo, el cual está relacionado con la intensidad del ejercicio. (Hodgson et al 1994) Martínez et al (1998) señalan la glicemia post ejercicio se eleva, atribuyendo esta hiperglicemia posterior a una carrera, al efecto diabetógeno de catecolaminas, cortisol, glucagón, somatotrofina y el bloqueo directo adrenérgico sobre el páncreas endocrino. Por lo tanto, la glucosa es considerada como un indicador fisiológico de la respuesta de estrés (Grandin, 2000; citado por Gómez, 2006). 3.2.3. RELACIÓN NEUTRÓFILO: LINFOCITO. 20 Las modificaciones generadas por esfuerzo en el leucograma son particularmente interesantes en la medicina deportiva equina, al ser interpretadas en función del grado de estrés físico impuesto sobre el caballo de deporte. En cuanto a la respuesta leucocitaria, principalmente, relación neutrófilo: linfocito, Villouta (2002) afirma que en equinos existe una relación 1:1 pudiendo existir variaciones intraespecies determinadas por raza, sexo y edad. Sin embargo estos no son los únicos factores que determinan variaciones en estos parámetros, por, ejemplo, en el caso de hacer una medición de estos parámetros ante una situación de estrés, producto de la liberación de cortisol se puede generar una leucositosis resultando una neutrofilia y linfopenia, y de esta manera aumentar la relación neutrófilo: linfocito. Los leucocitos relacionados propiamente tal con el estrés son los neutrófilos y los linfocitos. Los primeros son la primera línea de defensa del organismo y forman aproximadamente 60% del total de los glóbulos blancos. Reaccionan rápidamente y frente a un estrés agudo son los neutrófilos segmentados e inmaduros (producidos recientemente por la medula ósea), los que aumentan, por otro lado, los linfocitos, funcionan como segunda línea de defensa, después de los neutrófilos. Su número se ve disminuido frente a estrés crónico, crecimiento, lesiones o en caballos con carácter nervioso, por el contrario, aumenta en problemas crónicos como cáncer o infecciones (García, 1995) Otra causa descrita por Hodgson et al (1994) indica que se puede producir una linfocitosis tras la esplenocontración junto con cierta movilización de pool periférico provocando en definitiva una reducción del coeficiente N/L, sin embargo, en casos de ejercicio intenso los parámetros leucocitarios resultan diferentes, en respuesta al ejercicio de resistencia se produce una liberación de linfocitos y por consiguiente una disminución de relación N/L coincidente con la liberación de hidrocortisona plasmática. 21 La proporción de los cambios de los leucocitos dependen de la intensidad y duración del ejercicio como también el grado de estrés a que está sujeto el caballo (Hodgson, 1994) Que afecta la concentración de leucocitos causando un aumento moderado de ellos en circulación. (Jain, 1993). A tal punto que esta misma relación puede ser más representativa que la concentración de cortisol como indicadores de estrés (Stull y Rodiek., 2000) III. OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL Determinar la variación de algunos parámetros de estrés en FSC según distancia recorrida en una carrera oficial. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar los niveles de estrés en caballos FSC Velocistas (1000 a 1200 m) a través de mediciones sanguíneas de cortisol, glucosa y relación neutrófilo: linfocito pre y post-carrera. Determinar los niveles de estrés en caballos FSC Fondistas ( 1600 a 2000 m) a través de mediciones sanguíneas de cortisol, glucosa y relación neutrófilo: linfocito pre y post-carrera. 22 IV. MATERIALES Y MÉTODOS. La investigación se llevó a cabo en las dependencias del Club Hípico de Santiago, ubicado en Av. Blanco Encalada 2540 perteneciente a la comuna de Santiago Centro, Región Metropolitana. Para realizar el muestreo se seleccionaron 30 caballos FSC, (rango de 3 a 6 años de edad) según la reglamentación hípica, los cuales se dividieron en 2 grupos; Distancia corta (FSC velocistas los cuales corrían distancias entre 1000 a 1200 mts.) y Distancia larga (FSC fondistas que competían en distancias entre 1600 a 2000 mts.) Todos presentaban buenas condiciones de salud y similares condiciones de alimentación, alojamiento y entrenamiento. La alimentación de los ejemplares era en base a avena (4 a 6 K/animal/día.) y heno de alfalfa (6 a 8 K/animal/día). La obtención de muestras sanguíneas de los equinos se dividió en un período de 3 meses donde se muestreaban todos los viernes y lunes por medio de cada mes. Durante el día, a cada individuo se le tomaban una muestra de 23 sangre por punción yugular (10 ml.), 4 hrs. antes de la carrera, en condiciones de reposo en su pesebrera, y una segunda muestra 20 minutos post-carrera. Este tiempo se relaciona con el tiempo que tarda en llegar el ejemplar a su pesebrera. Para tal efecto, se utilizaron tubos con EDTA de 10 ml de capacidad, los cuales fueron refrigeradas y transportadas el mismo día a un laboratorio externo donde posteriormente fueron procesados. Para determinar el recuento neutrófilo:linfocito, de cada muestra obtenida se extrajo una alícuota de sangre para realizar frotis que fueron fijados con alcohol metanol en el momento en que se tomaron las muestras, siendo posteriormente sometidos a tinción Giemsa y cuantificados en el laboratorio de Patología Clínica, de la Universidad Santo Tomás. Esquema de recolección de muestras. Muestra Pre-carrera: Valor inicial y previas a la siguiente muestra. Obtenidas en horas a.m. A la salida de sus respectivas pesebreras, en reposo y antes de la administración de furosemida Muestra Post-carrera: Etapa posterior a carrera. Obtenidas en horas p.m. Las muestras fueron extraídas en promedio 20 minutos post carrera, que corresponde al tiempo que demora el encargado en llevar al animal a su pesebrera. 24 V. ANÁLISIS ESTADÍSTICO. Todos los datos fueron almacenados y ordenados en una planilla Microsoft Excel en donde posteriormente se calcularon promedios y desviaciones estándar para cada grupo estudiado. Los resultados fueron expresados en términos de promedio y desviación estándar en base a tablas. Antes de analizar los datos para verificar si existían diferencias estadísticas, los resultados se sometieron a la Prueba de Normalidad de Anderson- darling, los cuales demostraron normalidad. Para determinar la existencia de significancia estadística (95 % de confianza) se utilizó la prueba de ANOVA Two Way. En el caso de existir diferencias estadísticas se realizó la prueba de Tukey. Todos estos resultados fueron procesados utilizando computacional Minitab®. 25 el programa VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. A los 30 ejemplares seleccionados se les extrajo una muestra de sangre pre y post-carrera donde se midió cortisol, glicemia y relación N:L. En la Tabla Nº 1 y 2 se presentan los valores de cortisol, glucosa y relación Neutrófilo: Linfocito, pre y post competencia, según la distancia recorrida. Tabla Nº 1.- Valores Promedio y Desviación estándar para las variables cortisol, Glucosa y relación Neutrófilo linfocito pre y post distancia corta. Distancia Corta Parámetro Pre Carrera Post Carrera X ± DS X ± DS 26 Cortisol(µg/dl) Glucosa(mg/dl) Relación N:L 14,5±13,8 (a) 46,7±13,7(b) 98±19,8(a) 130±26,2(b) 1,639±0,561(a) 1,968±0,467(b) Letras distintas en las mismas filas indican diferencias significativas (p< 0,05) Distancia Larga Parámetro Cortisol (µg/dl) Pre Carrera Post Carrera X ± DS X ± DS 11,23±9,83(a) 53,0±14,7(b) 27 Tabla Nº Promedio 2 Valores y estándar para Desviación Glucosa (mg/dl) 83,9±12,5(a) (a) 145,7±19,9(b) Relación N:L 1,268±0,292 1,690±0,694(b) cortisol, relación las variables Glucosa y Neutrófilo linfocito pre y post distancia larga. Letras distintas en las mismas filas indican diferencias significativas (p< 0,05) Los resultados pre-carrera encontrados en ambos grupos muestreados (tablas nº 1 y 2), se encuentran dentro de parámetros de referencia. 28 CORTISOL. Para analizar la variable Cortisol según la distancia recorrida, los resultados se expresan en la Tabla Nº3. Tabla Nº 3: Muestra las variaciones experimentadas por el nivel de cortisol sanguíneo en relación a la distancia recorrida por los ejemplares FSC. Parámetro Pre Carrera Post Carrera X ± DS X ± DS Cortisol Distancia Corta (µg/dl) 14,5±13,8 46,7±13,7 Cortisol Distancia Larga (µg/dl) 11,23±9,83 53,0±14,7 Los resultados muestran que los valores promedios de cortisol aumentan significativamente (p<0.05), después de la competencia, tanto en distancia corta como larga, sin embargo, al comparar valores post carrera ,entre grupos, no existen diferencias estadísticas importantes, con esto se podría concluir que el 29 aumento post-carrera mostrado en ambos grupos no depende de la distancia recorrida. 30 Figura Nº 1 Grafica los Valores promedios de la concentración plasmática del cortisol en caballo F.S.C. de distancia corta (Velocistas) antes y después del evento. Boxplot of CADC; CPDC 80 70 60 Data 50 40 30 20 10 0 CADC CPDC CADC: Cortisol pre-carrera distancia corta CPDC: Cortisol post-carrera distancia corta En caballos el cortisol tiene un ritmo circadiano que en condiciones normales presentan un pick entre las 6:00 y 9:00 y una baja entre las 19:00 y 23:00, según los valores descritos por Stull y Rodiek (2000) y la curva descrita por Pimentel¹ (2009). Sin embargo, este ritmo puede alterarse, al sacarlos de su ambiente natural. Los valores promedios encontrados para cortisol a las 13:00 hrs. en este estudio (12,86 ug/dl) son similares a los mencionados por Pimentel¹ 2009 (13,2 ug/dl).Estos resultados no presentan diferencias con significancía estadística, lo que podrían significar que los caballos de este hipódromo por su condición de atleta están adaptados a la rutina de entrenamiento y de competencias oficiales esto sería el motivo por el cual tanto ejemplares de distancia corta como larga presentan valores semejantes en este parámetro. ¹ Resultados preliminares 29 Probablemente no hubo diferencias entre ambos grupos post carrera debido a que estos ejemplares se encuentran bien entrenados y están adaptados a correr estas distancias. Seguramente si se toma a un ejemplar velocista y se le somete a una carrera de medio fondo el aumento de cortisol será mayor. Se podría considerar que el entrenamiento efectivamente es capaz de preparar y adaptar al caballo para este tipo de estrés según lo afirmado por Martínez, 1998. Los resultados obtenidos en este estudio coinciden con los realizados por Tadichi et al (1997), Pérez et al (1997), Stull y Rodiek (2000), Reinartz y Echeverri (2007), Islas et al (2007), Todos los autores coinciden que este aumento de cortisol post ejercicio intenso está relacionado con un cuadro de estrés fisiológico necesario para enfrentar los requerimientos fisiológicos propios de una competencia. Además se obtuvo que no hubo diferencias significativas (p<0,05) en los valores de cortisol post carrera entre distancia larga y corta (53,0 µg/dl. y 46,7 µg/dl.) Estos resultados no concuerdan con los trabajos realizados por Reinartz y Echeverri (2007), Ferlazzo et al. (1998), citado por Basly, (2008); en que estos autores sostienen que la variación de los niveles plasmáticos de cortisol están relacionados con la intensidad del ejercicio 30 GLUCOSA. En la tabla Nº 4 se presentan los resultados de la concentración plasmática de glucosa en términos de promedios y desviación estándar. Tabla Nº 4: Valores promedios y D.S. de concentración plasmática de glucosa en caballo F.S.C. según la distancia. Pre-carrera Post-carrera X ± DS X ± DS Glucosa Distancia Corta (mg/dl) 98±19,8 130±26,2 Glucosa Distancia Larga (mg/dl) 83,9±12,5 145,7±19,9 Los resultados muestran que los valores promedios de la concentración de glucosa sanguínea aumentan significativamente (p<0.05), después de la competencia, tanto en distancia corta como larga, sin embargo, al comparar los valores post carrera, entre grupos, no existen diferencias estadísticas importantes. 2 31 Figura Nº 1.- Grafica Valores promedios. De concentración plasmática de Glucosa en caballo F.S.C. de distancia (Velocistas) corta antes y después de carrera. Boxplot of GADC; GPDC 170 160 150 Data 140 130 120 110 100 90 80 GADC GPDC GADC: Glucosa pre-carrera distancia corta. GPDC: Glucosa post-carrera distancia corta. Este estudio muestra diferencias estadísticamente significativas entre el muestreo pre y post-carreta indistintamente de la distancia. (Ver anexos nº 5 y 6) esto coincide con estudios de Martínez et al (2001) y de Galindo et al (2007) quienes afirman que el incremento inicial de la glicemia se debería al predominio de la gliconeogénesis muscular y hepática en el ejercicio y a un mecanismo adrenérgico que deprime en la misma célula pancreática la producción de insulina, disminuyendo así el transporte de glucosa hacia el músculo e hígado. También coinciden con los resultados que obtuvo Martínez (1998) quien indica que a los 10 minutos de la finalización del ejercicio muscular, todos los caballos presentan la típica curva hiperglicémica por inhibición simpáticas sobre 3 32 las células β del páncreas y aumentos del cortisol, catecolaminas glucagón y somatotrofina. Esto no responde a un estímulo nocivo propiamente tal, sino a una adaptación fisiológica. Firman (2007) sostiene que en el ejercicio de corta duración, (de liviana a moderada intensidad), la concentración de glucosa en sangre no se modifica en relación a la glicemia en reposo. Lo que no coincide con los resultados del presente estudio. RELACIÓN N/L. Tabla Nº 5: Valores promedios y D.S. de la relación Neutrofilo : Linfocito pre y post evento en caballos F.S.C. según la distancia recorrida. Parámetro Pre-carrera Post-carrera X ± DS X ± DS Relación N/L Distancia Corta 1,639± 0,561 1,968±0,467 Relación N/L Distancia Larga 1,268±0,292 1,690±0,694 Esta relación no presentó diferencias estadísticamente significativas. Según Villouta (2002) se presenta una neutrofilia fisiológica en respuesta al ejercicio, temor y/o excitación, en donde se liberan catecolaminas, que hace que se 4 33 movilicen neutrófilos desde el pool marginal al circulante sanguíneo, que es de rápida aparición y corta duración. Esto concuerda también con lo descrito por Stull y Rodiek, (2000) que mencionan que en ejercicios intensos se presenta neutrofilia. En este estudio los resultados mostraron un aumento no significativo de esta relación, probablemente esto se deba a que el nivel de adaptación que tienen estos ejemplares a la competencia y el entrenamiento no es tan importante como para provocar una neutrofilia marcada, mostrando un relación N:L post carrera muy similar a lo encontrado pre-carrera. Los resultados obtenidos señalan que los equinos sometidos a ejercicio presentan un grado de estrés fisiológico que se manifiesta en los cambios significativos de la concentración de cortisol y glucosa sin embargo los resultados se encuentran dentro de parámetros de referencia, indicando la existencia de la relación entre el comportamiento animal, el sistema nervioso y el endocrino, en lo que se refiere a adaptación a condiciones extremas. Los animales muestreados incrementan los niveles de cortisol y glucosa ante el estrés por actividad física intensa lo que es atribuible al estimulo nervioso que gatilla toda una cascada hormonal que se traduce en el aumento de estos parámetros. En este caso se podría complementar este estudio haciendo mediciones comparativas de equinos que se encuentren en sus inicios deportivos versus otros ejemplares de una trayectoria mas avanzada. 34 5 VII. CONCLUSIONES. Se observó en cada grupo, un aumento relevante de los niveles de cortisol y glucosa post-carrera, sin embargo no se observaron diferencias significativas en la relación N/L. Los niveles de cortisol aumentaron post-carrera tanto para el grupo de distancia corta como distancia larga, presentando diferencias estadísticamente significativas dentro de cada grupo La glicemia aumentó en forma significativa post-carrera tanto para el grupo de distancia corta como distancia larga. La relación N:L no presentó diferencias significativas post- carrera en ninguno de los 2 grupos. 356 VIII. BIBLIOGRAFÍA. AIELLO, SUSAN E., ED., MAYS, ASA, ED., ABECIA, ALFONSO, TR. 2000. El Manual Merck de Veterinaria. 5a ed. Barcelona, Océano. 2558p. ASTRAND, P; RODAHL, K. 1991. Fisiología del trabajo físico: Bases fisiológicas del ejercicio. 3a ed. Bs. Aires, médica Panamericana,pp 447-485 BASLY ARREDONDO, Stephanie 2008. 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PRE-CARRERA CORTISOL GLUCOSA (µg/ml) mg/dl LINFOCITO 11,1 90,8 66 NEUTROFILO 34 5,8 6 5,8 7,2 2,6 2,8 1,7 2 2,7 12 1,2 7,4 3,7 30.7 35 19.6 18 96,3 94,3 95,8 151 130 95,7 118 84,4 83,6 82,7 90,5 92,2 100 85.6 89.3 91.0 86.7 62 65 63 55 52 62 56 57 65 62 60 52 61 77 58 61 58 38 35 37 45 48 37 44 43 35 38 40 48 39 23 42 39 42 23.8 18 33.7 15.0 47.9 82.8 87 91 91.5 77.6 55 53 52 59 67 45 47 48 41 33 23.6 13.9 4.5 10.9 14.2 0.41 3.9 71 71.6 67 76 65 109 82.3 63 45 52 51 54 51 56 37 55 48 49 46 49 44 42 13 Tabla 2: Resultados de análisis de medición de parámetros de estrés: Cortisol, glucosa y relación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P28 P29 P30 P31 P32 P33 P34 N/L pre-carrera POST-CARRERA CORTISOL GLUCOSA (μg/ml) mg/dl LINFOCITOS 35,4 109 57/42 42 42,8 25,2 49 33,6 59,6 29,6 32,8 40,9 68,3 44,3 37,8 40,7 33,8 54 71.4 52-3 59.1 119 122 145 161 165 141 91,2 144 145 141 136 136 126 133 109 123 174 61 62 70 69 71 60 68 70 77 73 72 62 56 71 61 57 59 39 38 30 31 31 40 32 30 29 27 28 38 44 29 39 43 41 61.2 61.1 91.2 6O 56.3 145 148 145 119 81.5 66 47 68 64 68 34 53 32 34 32 55.7 42.5 50.5 60.5 41.5 43.7 60.1 161 138 146 196 172 117 147 66 51 54 65 43 50 76 34 49 46 35 57 50 24 43 14 Tabla 3: Valores estadísticos de FSC Pre y Post Carrera según distancia Corta CORTISOL(µg/ml) GLUCOSA RELACION N/L PRE X±S POST X±S 14,5±13,8 98±19,8 1,639±0,561 46,7±13,7 130±26,2 1,968±0,467 Tabla 4: Valores estadísticos de FSC Pre y Post Carrera según distancia Larga PRE X±S CORTISOL(µg/ml) GLUCOSA RELACION N/L POST X±S 15,5±13,8 83,9±12,5 1,268±0,292 46.7±13.7 145,7±19,9 1,690±0,694 44 15 Tabla 5: AnTwo-way ANOVA: CORTISOL versus TPO; CABALLO Source TPO CABALLO Error Total DF 1 29 29 59 S = 8,774 SS 20505,4 7820,1 2232,7 30558,1 TPO 1 2 MS 20505,4 269,7 77,0 R-Sq = 92,69% F 266,34 3,50 P 0,000 0,001 R-Sq(adj) = 85,14% Mean 12,8567 49,8300 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --+---------+---------+---------+------(--*-) (--*-) --+---------+---------+---------+------12 24 36 48 Tabla 6:Two-way ANOVA: GLUCOSA versus TPO; CABALLO Source TPO CABALLO Error Total DF 1 29 29 59 S = 22,37 SS 32947,3 11619,8 14513,7 59080,8 TPO 1 2 MS 32947,3 400,7 500,5 Mean 90,990 137,857 R-Sq = 75,43% F 65,83 0,80 P 0,000 0,723 R-Sq(adj) = 50,02% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev --------+---------+---------+---------+(----*----) (----*----) --------+---------+---------+---------+96 112 128 144 1645 17